地外文明一般指存在于地球以外并发展到一定文明程度的智慧生命体在地球以外的领域所建立的文明。它们尚未被目前地球上的人类观测到，反而在许多虚构作品中时常出现。人类为探索地外生命做出了许多努力，产生了许多相关的猜测和推论，其中最有名的就是“卡达谢夫标度”。
1964年，苏联天体物理学家卡达谢夫提出了一个以他命名的标度，叫作“卡达谢夫标度”，这个标度可作为衡量一个文明技术水平的方法和标志。该标度只是理论性的，而且衡量的对象，即高度进化文明，也只是处于人类的推测中，并没有人亲见亲历。但是这个标度的意义在于，它从宇宙的角度来考量整个文明的能源消耗量。
卡达谢夫标度将文明分为三个类型：Ⅰ型文明，即能调动行星上获得的所有能量。比如地球（行星）的主要能源是太阳能（恒星的热辐射能），只有极小极少的一部分能源来自（行星自身的）地心的活动。Ⅱ型文明就是把其他的典型的恒星输出的恒星的热辐射能全部收集起来。还是以太阳做比方，太阳的（热辐射）输出功率，大约是1026瓦，当然有的恒星多一点，有的恒星少一点。Ⅲ型文明就是我们（或外星文明）能够收集功率的范围，是整个星系，也就是像银河系这样的星系的所有恒星的输出功率，达到1036瓦。
按照“卡达谢夫标度”，如果存在Ⅲ型文明，那么这些外星文明在收集和利用星系里恒星能量的过程中，总会产生一些废弃物，以中红外辐射的形式散发出来。这种中红外辐射是可能被探测到的。但迄今为止，天文学家对此的探测结果都令人失望，当然也有人认为，也许外星文明已经达到非常发达的地步，可以把整个星系的中红外辐射伪装成自然形成的，就像科幻小说《三体》中提出的“黑暗森林法则”，即整个宇宙就是一个大的黑暗森林，每个文明都应该小心翼翼地掩藏自己的踪迹，以免被别的文明发现并给自身带来危险。
另外，美国天文学家、科普作家卡尔·萨根建议把三类文明再分割成十个等级。整个地球的能源定为1型，比地球上能源高10倍，定为1.1型，再高10倍定为1.2型，等等。目前的地球文明，大致只能定在比1型还要早很多，差不多是0.72型。不过要考虑到100多年前，也就是1900年，地球文明还只是0.58型。18世纪六七十年代，工业化刚刚开始，未来一两百年，人类进入1型文明是有可能的，因为我们发展得很快。
为什么要搜索外星文明呢？某种程度上，搜索外星文明其实就是对我们自身探索的过程，除了满足好奇心以外，探索外星文明还可以为我们的发展提供一些便利。第一，如果发现了更加先进的文明，我们当然可以向他们学习。举个例子，比如中国的工业化就是学习了西方的工业化，同时以自己的方式实现了快速的工业化增长。第二，人口的飞速增长已经使地球难以支撑庞大的能源消耗。所以，生态环境问题也在某种程度上影响了我们的健康生活。也许有一天，人口太多了，地球真的不适合居住了或者我们都想过上更好的生活，我们就必须向外移民，比如向火星移民，那么可能就需要学习外星文明。
外星文明或许能给我们带来新的资源或更先进的科技。但是也有人有着和《三体》中黑暗森林里的人一样的忧虑，特别害怕人类招惹上外星文明。比如霍金就曾一再强调，如果发现外星太空信号，千万不要回复。不过，即便有霍金的告诫，人类依旧没有放下探索外星文明的想法。
探索外星文明都有什么方式呢？答案就是利用无线电和无线电信号。科学家主要利用电波做两件事：第一件事是监听外星文明发出来的信号；第二件事是向外星文明输送信号。早在19世纪，人们就开始想办法和外星文明取得联系。1960年和1972年美国实施了聆听临近两个恒星无线电信号的计划，即奥兹玛计划。1974年，又向武仙座拍发了一封非常简短的电报。当然至今没有收到回音，因为恒星之间的距离实在太遥远了，需要耐心等待。
奥兹玛计划：
（1）一期计划，1960年使用绿缇电波望远镜探寻外星文明；
（2）二期计划，1972—1975年科学家对地球附近650多个星球进行观察。
利用无线电与外星文明交流的原因：
（1）具有文明的社会可能会采用电波技术；
（2）无线电波的速度和光一样快；(www.xing528.com)
（3）目前的科技水平无法让人类乘坐宇宙飞船去寻找外星文明。
关于探索外星文明，除了上面所讲到的接收太空中的电波和向太空发射电波之外，还有两种方式可以探索外星文明：一种是向宇宙发射探测器，如果真的有外星文明发现它们并从中了解了地球的信息，我们就可能与外星文明建立联系；还有一种就是与外星文明社会直接接触，这种方法需要建立在星际航行的基础上，目前人类的工业技术水平还无法达到。
20世纪，我们已经不停地向太空输送电波，在所有的方向上，已经传播了70光年，覆盖了数千个恒星系统。我们可以设想，某个星球的智慧生命，可能现在正在打开收音机，收听地球上的一些流行歌曲。
外星人是人类对地球以外智慧生物的统称。有关外星人的假想早已有之，比如在各国的历史书里，就有一些疑似外星人的奇异记载，但现今我们还没有办法确定这些记载是否真实，所以我们现在也无法确定是否有外星人，甚至外星是否有生命。对于外星人的研究，其实也是统计学的一部分。根据科学家的观测，在银河系里大概有上千亿个恒星，而在整个宇宙有上千亿个星系。假设生命出现的概率是一万亿分之一，那么依然可能有一亿个行星上会出现生命体，在这一亿个行星上的生命体中出现智慧，甚至超越人类的智慧，这种可能性是很大的。虽然我们不曾见过外星的高级智慧，但是单凭眼睛和古老的科学技术，来武断地判断外星人不存在，是有失科学的严谨风范的。
假如我们能和外星人见面，我们该用什么语言沟通呢？早在17世纪初，意大利物理学家和天文学家伽利略就认为，数学语言是解决宇宙语言的钥匙。中国的数学家和语言学家周海中发表过一篇名为《宇宙语言：设计、发送与监听》的论文，他指出数学语言具有明确性、单义性、紧凑性、普遍性、抽象性和逻辑性等优点，是星际交流的理想工具。中国数学家华罗庚认为，我们可以用两种数学方式作为与外星人沟通的媒介：一种是数，抽象的数；还有一种是数和形，也就是几何的关系，比如勾股定理，它就是形状和数字之间的关系。为什么宇宙语言要利用数学呢？因为数和几何的关系在整个宇宙中是不变的，以这种关系作为基础，表达一些复杂的计算，同时也可以分解成语言，用数字来表达，这些方式都可以让他们弄懂我们的意思。我们所说的方式有可能不同，我们用十进制，是因为我们有十个手指，如果他们的手指有十二个，他们就可能用十二进制。
事实上，怎样用简单的数学来表达复杂的信息，这中间还要经历科学家烦琐的构造过程。而外星人接收到信息后，也不一定能立刻明白，因为他们需要一个循序渐进、由浅入深的理解和学习过程。无论如何，这已经是人类可以想到的最佳沟通语言了。
不管是《星际迷航》《飞向太空》，还是经典的《外星人E.T.》，人类对宇宙空间的探索一直没有停止过，人们一直想在外太空找到一丝生命的迹象，希望能与之交流并互惠互利。美国探索频道播出了系列纪录片—《跟随史蒂芬·霍金进入宇宙》，霍金在片中向观众介绍了他对宇宙之谜的一些观点和看法。霍金认为外星人存在的可能性很大，但人类不应当主动寻找他们，应当尽量避免与他们接触。英国《星期日泰晤士报》援引霍金的话报道，宇宙中存在超过上千亿个星系，每个星系至少含有上千亿颗恒星，仅仅基于这个数字记录，就几乎可以断定外星文明的存在，真正的挑战是弄明白外星人长什么样。霍金是这样说的，外星生命极有可能以微生物和初级生物的形式存在，但也不能排除超越人类智慧的智能生物的存在。霍金认为，有的外星人已经将本星球上的资源全部消耗掉了，他们有可能成为“游牧民族”，到其他星球寻找能源。鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空，然后扬长而去，如果外星人拜访我们，可能跟哥伦布当年踏上美洲大陆的结果是一样的，也就是说欧洲人征服了美洲，但是对印第安人来说不是什么好事。
德雷克方程：1961年射电天文学家弗兰克·德雷克提出该方程，用来估算银河系中潜在的智能文明数量，其计算得出银河系大约有12000个文明的结论。
外星生命可能出现的位置：科学界一般认为生命只会出现在能发光、发热的恒星周围的行星上。
宇宙语：1960年荷兰数学家、天文学家汉斯·弗洛登赛尔设计了一种以数学为基础的人工语言，用数学及逻辑的方法来构造语句并且靠发射不同波长的无线电报来表示不同的意思。
时间旅行在影视文学作品中被越来越多的提及。时间旅行是从一个时空通过某种途径转移到另一个时间段的不同空间，也就是通常人们所说的，可以打开回到过去的大门和通向未来的捷径，甚至可以瞬间抵达某个空间。从科学角度看，时间旅行真的可能吗？
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